基于芯?？萍糃S1262的智能戒指創(chuàng)新應(yīng)用

智能戒指，一種新興的智能穿戴產(chǎn)品。越來越多的風(fēng)聲顯示，消費(fèi)電子大廠紛紛加快布局智能戒指，該品類或?qū)?huì)迎來市場(chǎng)與技術(shù)的爆發(fā)。
當(dāng)前，在智能穿戴設(shè)備的大家庭中，智能手表、手環(huán)和TWS耳機(jī)等產(chǎn)品已相當(dāng)成熟，幾乎成為了我們生活中的“必需品”，為智能戒指（指環(huán)）新品類的探索和拓展，提供了豐富的創(chuàng)新靈感。

智能戒指匯聚了多項(xiàng)前沿技術(shù)，具備多種功能，能夠?yàn)橛脩舻娜粘Ｉ钐峁┍憷蛯?shí)用性。

其中，健康管理功能是它的核心賣點(diǎn)之一。智能戒指憑借內(nèi)置的傳感器和先進(jìn)的算法，能夠持續(xù)監(jiān)測(cè)用戶的心率、血壓、睡眠質(zhì)量等關(guān)鍵健康指標(biāo)，并實(shí)時(shí)記錄和分析這些數(shù)據(jù)。通過與手機(jī)App的無縫連接，用戶可以輕松查看自己的健康數(shù)據(jù)，從而更好地理解身體狀況，做出科學(xué)的生活調(diào)整。
圖1? 智能戒指

近日，芯海科技基于可穿戴測(cè)量PPG AFE芯片CS1262，推出全新的智能戒指心率、血氧測(cè)量方案。該方案充分發(fā)揮CS1262高信噪比、低功耗的產(chǎn)品特性，通過優(yōu)化的光路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、適配指環(huán)的心率血氧算法，實(shí)現(xiàn)了心率、血氧、HRV、睡眠等人體生理指標(biāo)的高精度測(cè)量。
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方案優(yōu)勢(shì)簡(jiǎn)述

方案中，CS1262作為健康測(cè)量PPG AFE，負(fù)責(zé)心率、血氧、HRV、睡眠等生理指標(biāo)的測(cè)量。鑒于戒指存在旋轉(zhuǎn)的可能性，并不是在手指的固定位置，從設(shè)計(jì)上推薦采用多PD和多LED架構(gòu)，這樣可以保證不管旋轉(zhuǎn)到哪個(gè)位置，都會(huì)有合適的測(cè)量光路保證精準(zhǔn)測(cè)量。而CS1262就是一款支持多PD、多LED的PPG AFE，封裝尺寸2.9*2.6mm，非常適合智能戒指使用。

作為一款高端PPG AFE，CS1262具有高準(zhǔn)確度、超強(qiáng)抗干擾和低功耗等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

?高準(zhǔn)確度高達(dá)110dB的動(dòng)態(tài)范圍，確保了復(fù)雜環(huán)境下都能捕捉到微弱的關(guān)鍵信號(hào)；

支持4PD*12相位的48路有效數(shù)據(jù)采集，為用戶提供更全面、準(zhǔn)確的健康信息；內(nèi)嵌驅(qū)動(dòng)能力高達(dá)250mA的LED Driver可支持8路LED輸出，確保信號(hào)連續(xù)穩(wěn)定；內(nèi)置0.4%的高精度時(shí)鐘，提供可靠的時(shí)基，進(jìn)一步增強(qiáng)測(cè)量準(zhǔn)確性。?超強(qiáng)抗干擾

PSRR（電源抑制比）大于90dB，顯示其在復(fù)雜電氣環(huán)境下可保持出色性能；

能夠模擬環(huán)境光消減高達(dá)±200uA，即使在強(qiáng)光環(huán)境下也能準(zhǔn)確捕捉到關(guān)鍵信號(hào)；

?低功耗

83uA@100Hz@4Ch@2階環(huán)境光消減，54uA@100Hz@1Ch@2階環(huán)境光消減；

斷電模式小于1uA，在待機(jī)狀態(tài)下幾乎不耗電，大大延長(zhǎng)設(shè)備續(xù)航時(shí)長(zhǎng)。

圖2? 智能戒指系統(tǒng)框圖

微弱信號(hào)捕捉能力

高動(dòng)態(tài)范圍和高SNR的結(jié)合，為CS1262帶來了卓越的微弱信號(hào)捕捉能力。

圖3 CS1262 SNR VS 增益電阻

如圖3所示，高達(dá)110dB的動(dòng)態(tài)范圍，97.5dB的SNR@500KΩz（dBFS)和±63.875uA的LED消減電流，即使在信號(hào)非常微弱的情況下，CS1262也能準(zhǔn)確地捕捉到關(guān)鍵的生理信息。與市場(chǎng)友商同類產(chǎn)品相比，其性能略勝一籌。
圖4 PI≈0.1%手腕處的PPG信號(hào)

如圖4所示，CS1262采集到手腕上的紅光和紅外PPG信號(hào)，PI灌注度水平在千分之一，脈搏波形清晰可見，為后續(xù)的算法處理提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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助力智能戒指超長(zhǎng)續(xù)航

如表1所示，在不同使用場(chǎng)景下，CS1262的低功耗特性，確保了智能戒指的超長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間。

表1? 不同使用場(chǎng)景下的功耗

特別是在穿戴設(shè)備和睡眠健康監(jiān)測(cè)等應(yīng)用場(chǎng)景中，CS1262的PRF為5Hz時(shí)，工作電流低至13.3uA，保障用戶不必頻繁為設(shè)備的續(xù)航而焦慮。

目前，CS1262作為芯海在健康測(cè)量領(lǐng)域的典型產(chǎn)品之一，已在消費(fèi)電子頭部客戶的旗艦智能穿戴終端產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化量產(chǎn)。自2007年率先布局健康測(cè)量領(lǐng)域以來，芯?？萍甲鳛閲?guó)內(nèi)健康測(cè)量芯片領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)，始終密切關(guān)注可穿戴市場(chǎng)需求和技術(shù)趨勢(shì)，以“模擬信號(hào)鏈+MCU”雙平臺(tái)驅(qū)動(dòng)，在可穿戴健康測(cè)量的PPG、BIA等領(lǐng)域，不斷進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新和系列化布局，為智能可穿戴市場(chǎng)帶來更多可能性。